一種集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的基帶池資源分配方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明設(shè)及一種集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò) 架構(gòu)下的基帶池資源分配方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能終端W及移動多媒體業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量需求日益增 力口，用戶的移動特性W及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的突發(fā)特性導(dǎo)致系統(tǒng)負載時空變化更加明顯，而傳統(tǒng)蜂 窩移動通信系統(tǒng)W小區(qū)基站為中屯、，通過簡單物理疊加的方式進行組網(wǎng)，各小區(qū)基站相對 獨立，單個基站的處理能力僅能為其覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶使用，無法實現(xiàn)不同基站間處理能 力的動態(tài)共享。當小區(qū)處于空載或低負載狀態(tài)時，其服務(wù)基站的處理能力有剩余，由于運營 商需要每時每刻都保持網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，使得該些處于空載或低負載的基站必須和處于高負載 狀態(tài)的基站消耗一樣的功率，造成資源浪費；而當小區(qū)處于高負載時，基站所需的計算資源 遠高于低負載狀態(tài)時的需求，在最壞的情況下，其計算資源可能不能滿足系統(tǒng)極端峰值情 況下對計算資源的需求，從而無法為其覆蓋區(qū)域內(nèi)的全部用戶提供服務(wù)；該一小區(qū)基站處 理能力的不均勻性使得系統(tǒng)資源利用率較低。
[0003] 針對該問題，中國移動等單位提出基于集中式基帶處理、由遠端天線射頻單元 和天線組成的協(xié)作式無線網(wǎng)絡(luò)和基于開放平臺的實時云型基礎(chǔ)設(shè)施的無線接入網(wǎng)的概 念（參考文獻化ina Mobile Research Institute, "C-RAN The Road Towards Green RAN, White Paper, v2. 5, " Oct. 2011.)，基于云計算平臺構(gòu)建基站系統(tǒng)的思想引起產(chǎn)業(yè)界 和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。該思想的核屯、是將原來分布式的基站資源統(tǒng)一到云計算平臺上，形 成集中式RAN架構(gòu)，通過資源池化技術(shù)將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中不同小區(qū)基站的處理資源進行統(tǒng)一管 理，從而提高資源利用率，降低運營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、維護、升級成本。在集中式RAN絡(luò)架構(gòu) 下，各小區(qū)基站的處理資源不再為單一基站所獨享，計算資源（如用于基帶處理的CPU資 源、DSP資源等）作為一種新的資源分配單位被引入，通過資源池化技術(shù)在全系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)動 態(tài)共享，可W根據(jù)各個小區(qū)的的負載情況，將基帶池中一個或多個不同的計算處理資源實 體映射到該小區(qū)對應(yīng)的虛擬基站中，使得系統(tǒng)可W根據(jù)各小區(qū)負載需求對基帶池計算資源 進行按需分配，有效提升系統(tǒng)計算資源利用率，降低系統(tǒng)能耗。
[0004] 然而，現(xiàn)有的集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的基帶池資源管理方案中，大都僅考慮基帶 池的無線資源分配，未考慮基帶池計算資源的分配；有的雖然給出了基帶池計算資源分配 方案，但未考慮各小區(qū)負載的動態(tài)變化，此時通常只能按照各小區(qū)最大負載情況進行資源 分配，導(dǎo)致基帶池計算資源的浪費。
[0005] 另外，中國專利申請CN201310626013提出了一種基帶池資源的分配方法，該方法 通過周期性獲取小區(qū)的資源利用率、資源低負荷口限和資源高負荷口限，結(jié)合小區(qū)的資源 利用率，W及資源低負荷口限和資源高負荷口限進行判決，并根據(jù)判決結(jié)果，對基帶池中的 各小區(qū)進行分組，其中，任一高負荷小區(qū)與至少一個低負荷小區(qū)和/或至少一個中負荷小 區(qū)在同一組，釋放同一組中的低負荷小區(qū)和/或中負荷小區(qū)的部分資源，將所釋放出來的 部分資源分配給該組中的高負荷小區(qū)。該種方案雖然能夠提升基帶池資源的利用率，但由 于其小區(qū)分組是固定的，當大量小區(qū)的負載出現(xiàn)大范圍動態(tài)變化時，該方案仍然難W適應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的上述問題的基帶池資源分配 解決方案。
[0007] 本發(fā)明提出了一種集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的基帶池資源分配方法，包括下列步 驟：
[000引 1)獲取集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的每個小區(qū)進行基帶處理所需的計算資源，根據(jù)所 需計算資源的大小進行降序排列并依次選取各個小區(qū)；
[0009] 2)對于所述各個小區(qū)，分別根據(jù)基帶池中各個B腳的剩余計算資源情況W及分配 計算資源后的預(yù)計功耗，直接將單個BBU的相應(yīng)剩余計算資源分配給當前小區(qū)；或者，將當 前小區(qū)的基帶處理分解為若干個子任務(wù)，再將該些子任務(wù)映射到不同的B腳上。
[0010] 其中，所述步驟1)還包括：統(tǒng)計集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的每個小區(qū)對應(yīng)的虛擬基 站在前一時段內(nèi)的平均負載，計算出對相應(yīng)負載進行基帶處理所需的計算資源，將該計算 資源作為相應(yīng)小區(qū)在下一時段進行基帶處理所需的計算資源。
[0011] 其中，所述步驟2)中，將當前小區(qū)的子任務(wù)映射到不同BBU上進行處理時，每個子 任務(wù)所需的計算資源包括；直接執(zhí)行該子任務(wù)所需的計算資源，W及不同BBU在處理同一 個小區(qū)的不同任務(wù)的時候，相互之間傳送與該小區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)信息所額外使用的計算資源。 [001引其中，所述步驟。中，優(yōu)先將基帶池中已開啟的BBU的剩余資源分配給當前小區(qū)。
[0013] 其中，所述步驟2)包括下列子步驟：
[0014] 21)對于每個小區(qū)，在基帶池中查找可W為當前小區(qū)提供足夠剩余計算資源的已 開啟的單個BBU，如果找到，則執(zhí)行步驟22)，如果未找到，則執(zhí)行步驟23);
[0015] 22)直接將所找到已開啟的單個BBU的相應(yīng)剩余計算資源分配給當前小區(qū)；
[0016] 23)將當前小區(qū)的基帶處理分解為若干個子任務(wù)，然后再分別為每個子任務(wù)找出 可W為該子任務(wù)提供足夠剩余計算資源的已開啟的單個BBU，從而完成當前小區(qū)的計算資 源分配。
[0017] 其中，所述步驟2)包括下列子步驟：
[0018] 21)對于每個小區(qū)，在基帶池中查找可W為當前小區(qū)提供足夠剩余計算資源的已 開啟的單個BBU，如果找到，則執(zhí)行步驟22)，如果未找到，則執(zhí)行步驟23);
[0019] 22)直接將所找到已開啟的單個BBU的相應(yīng)剩余計算資源分配給當前小區(qū)；
[0020] 23)將一個未開啟的B腳開啟，并將該新開啟的BBU的相應(yīng)計算資源分配給當前小 區(qū)。
[0021] 其中，所述步驟2)包括下列子步驟：
[0022] 21)對于每個小區(qū)，在基帶池中查找可W為當前小區(qū)提供足夠剩余計算資源的已 開啟的單個BBU，如果找到，則執(zhí)行步驟22)，如果未找到，則執(zhí)行步驟23);
[0023] 22)直接將所找到已開啟的單個BBU的相應(yīng)剩余計算資源分配給當前小區(qū)；
[0024] 23)分別按a)、b)方法進行計算資源的預(yù)分配，其中：
[0025] a)將一個未開啟的BBU開啟并分配相應(yīng)的計算資源給當前小區(qū)；
[0026] b)將當前小區(qū)的基帶處理分解為若干個子任務(wù)，然后再分別為每個子任務(wù)找出可 W為該子任務(wù)提供足夠剩余計算資源的已開啟的單個BBU，從而完成當前小區(qū)的計算資源 分配；
[0027] 24)分別計算a)方法和b)方法的計算資源預(yù)分配方案的基帶池功耗，選擇功耗低 的方案執(zhí)行。 K
[00測其中，所述步驟24)中，單個BBU j的功耗PiBBU為：巧，邸U = + Z。/.(左，其 中，j為基帶池中B腳的序號，n J表示BBU j開啟或者關(guān)閉，P ,表示單個BBU的靜態(tài)功耗， 3k表示單個邸U的每單位計算資源所使用的功耗，L 表示單個BBU j所分配的計算資 源，K表示單個BBU的動態(tài)功耗系數(shù)。
[0029] 其中，所述步驟2)中，基帶處理分解出的子任務(wù)包括；編碼、調(diào)制或者FFT變換子 任務(wù)。
[0030] 其中，所述的集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的基帶池資源分配方法還包括步驟：
[0031] 3)基于步驟2)所分配的計算資源，為各個小區(qū)構(gòu)建相應(yīng)的虛擬基站。
[0032] 本發(fā)明還提供了一種集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的基帶池資源分配裝置，包括：資源 分配決策器，W及與資源分配決策器連接的負載統(tǒng)計器和基帶資源控制器，其中：
[0033] 負載統(tǒng)計器用于統(tǒng)計集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的每個小區(qū)對應(yīng)的虛擬基站在前一 時段內(nèi)的平均負載，計算出對相應(yīng)負載進行基帶處理所需的計算資源并將其傳輸至資源分 配決策器；
[0034] 基帶資源控制器用于將基帶池中各個BBU的剩余計算資源情況傳輸至資源分配 決策器，同時根據(jù)資源分配決策器反饋的資源分配方案分配基帶池中的計算資源；
[0035] 資源分配決策器，用于分別根據(jù)基帶池中各個B腳的剩余計算資源情況W及分配 計算資源后的預(yù)計功耗，直接將單個BBU的相應(yīng)剩余計算資源分配給當前小區(qū)；或者，將當 前小區(qū)的基帶處理分解為若干個子任務(wù)，再將該些子任務(wù)映射到不同的B腳上。
[0036] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列技術(shù)效果：
[0037] 1、本發(fā)明能夠在保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求的前提下，盡量減少基帶池中基帶計算單元使 用數(shù)目，從而降低基帶池功耗，減小網(wǎng)絡(luò)運營成本。
[003引 2、本發(fā)明特別適用于潮軟效應(yīng)顯著的移動通信網(wǎng)絡(luò)。
【附圖說明】
[0039] W下，結(jié)合附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例，其中：
[0040] 圖1示出了集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖；
[0041] 圖2示出了本發(fā)明的一個實施例的基帶池資源分配方法的流程圖；
[0042] 圖3示出了本發(fā)明一個實施例提供的基帶池資源分配裝置W及它與集中式蜂窩 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的連接關(guān)系。
【具體實施方式】
[0043] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步地描述。
[0044] 圖1示出了集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（集中式RAN架構(gòu)）的示意圖，該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架包括： 基帶資源池，虛擬基站和遠端天線陣列=個層次。在該架構(gòu)下，基帶資源池包含用于進行基 帶數(shù)據(jù)處理的大量計算資源（如用于基帶處理的CPU資源、DSP資源等，本發(fā)明中統(tǒng)一稱為 基帶處理單元，WB腳表示），每個虛擬基站（Virtual Base Station,縮寫為VB巧都與一 個或多個不同的計算資源實體映射。而各個虛擬基站則分別與各個小區(qū)的遠端天線陣列對 應(yīng)。
[0045] 本發(fā)明提供了一種基于上述集中式RAN架構(gòu)的基帶池資源分配方法，該方法可W 根據(jù)各個小區(qū)的負載情況，將基帶池中一個或多個不同的計算處理資源實體映射到該小區(qū) 對應(yīng)的虛擬基站中，使得系統(tǒng)可W根據(jù)各小區(qū)負載需求對基帶池計算資源進行按需分配， 有效提升系統(tǒng)計算資源利用率，降低系統(tǒng)能耗。
[0046] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的基帶池資源分配方法的流程圖，該基帶池 資源分配方法包括下列步驟：
[0047] 步驟1 ;統(tǒng)計每個小區(qū)對應(yīng)的虛擬基站（Virtual Base Station,VB巧在前一時段 內(nèi)的平均負載，并計算出對相應(yīng)負載進行基帶處理所需的計算資源。其中，計算資源單位定 義為M0PTS (即million operations per time-slot,每時隙百萬指令集數(shù)量）。參考圖1， 本實施例中，基帶資源池中一共有M個